С 2006 года Агния встречалась с актёром Алексеем Чадовым, с которым познакомилась на съёмках фильма «Жара». Агния и Алексей вместе находились в США на съёмках фильма «Любовь в большом городе», где Алексей исполнял одну из главных ролей. В 2009 году их отношения прервались, но спустя три года возобновились, а 24 августа 2012 года молодые люди поженились. 5 июня 2014 года у них родился сын Фёдор, а 2 мая 2015 года актёры расстались вновь.
16 апреля 2017 года актриса родила второго ребенка, отца которого скрывает до сих пор. По данным журналистов им может быть мужчина по имени Амир их Узбекистана.
16 апреля 2017 года актриса родила второго ребенка, отца которого скрывает до сих пор. По данным журналистов им может быть мужчина по имени Амир их Узбекистана.